热作模具钢的选择及应用.pdf

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热作模一具一钢～的一一选瞻择及应用
闵令平，赵昌胜
1．安徽省煤田地质局水文队机械厂，安徽宿州234000
2．安徽省宿州模具热处理研究中心，安徽一宿一州一2340一00一一一一一一一一～一一一一

为低耐热高韧性热作模具钢、中耐热韧性热作模具中耐热韧性钢的特点是碳质量分数较低(一般为
钢、高耐热性热作模具钢和特殊用途热作模具钢(奥0．3％～0．5％)，合金元素含量中等，含有较多的Cr、w、
氏体耐热钢、高速工具钢、马氏体时效钢、析出硬化型Mo、V等碳化物形成元素。Cr含量较高，一般在质量
热作模具钢、冷热兼用基体钢等)。下面对其进行简单分数为3％～5％，Mo的质量分数为1％～3％，Cr和Mo
介绍：使钢的淬透性大大提高；含有V使钢具有较好的抗过
(1)低耐热高韧性热作模具钢。热敏感性，对提高热硬性和热强性非常有效，在500℃

．70．《模具制造)2009年第l期
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～600~C时具有较高的硬度、热强性和耐磨性，提高可型碳化物的稳定性，因此能细化晶粒、降低过热敏感
达650~(2。这类钢淬透性很好，对lOOmm厚工件空冷性、提高热强性和热稳定性，可用于熔液温度为880

即能淬透，其综合性能好。在GB1299-2000标准中属～960~(2的铅合金热压铸模。Y系列钢用于压铸模卜．其
此类的钢号有：4Cr5MoSiV1、4Cr5MoSiV、4Cr3Mo3SiV、使用寿命较3Cr2W8V钢有很大提高。
3Cr3M03W2V、4Cr5W2VSi等，这类钢分别用来制造热(4)特殊用途热作模具钢。
挤压模、精锻模、有色金属压铸模等，有良好的使用效新技术新工艺的发展对模具提出了更严格的要
果。求，一些普通热作模具钢已不能满足其要求，必须采
(3)高耐热性钢。用特殊性能钢种制作热作模具，才能使模具达到其技]
高耐热性热作模具钢碳含量不高，但合金元素含术要求并使其使用寿命大大提高。I鳍l
量高，多数合金元素的质量分数为8％～10％，有的达a．奥氏体型热作模具钢。、I{
il％，这钢有高的耐热性，即高的高温强度和高温硬近年来为了满足耐高温、耐蚀、抗氧化要求而引f}
度，可以在600~C～700~C高温下工作，同时具有高的耐人的奥氏体型耐热钢，作为热作模具材料，已经逐渐}替I
磨性，淬透性好，有强烈的二次硬化效果、好的回火抗获得了广泛的应用。这类钢一般都含有较高的Ni、MnJ创j
力、较高的抗疲劳性和断裂韧度。等奥氏体形成元素，同时加人一定量的c、N、C等元I署j
传统的热作模具钢3Cr2W8V具有以上特性，能素，使奥氏体变得更加稳定，钢始终保持奥氏体组织，l!{
在600~E～650~C长期服役，因此广泛应用于高耐热热基中Cr14Ni25Co2V、4Crl4Nil4W2Mo钢属铬镍系奥I司I
作模具。但是该钢如果冶炼不当、铸锭较大、铸模温度氏体钢，而5Mnl5Cr8Ni5Mo3V、7Mn10Cr8Ni10Mo3V、l生
过高而钢液过热时，3Cr2W8V钢锭中的元素偏析特别7Mn15Cr2A13V2WMo钢为高锰系奥氏体钢。奥氏体铡高c
严重，共晶碳化物的数量会增多，因此造成模具脆裂的优点是组织比较稳定，在加热和冷却过程中均不发}笈}
报废的事故时有发生。而且高钨钢有脱碳倾向，这是生相变，具有很高的高温强度和耐热性，缺点是线膨j羔墓)
模具磨损快、粘模严重、表面早期出现热疲劳裂纹的胀系数大、导热性差，降低了钢的热疲劳性能，不适宜J箍舌I
原因之一。作为强烈水冷的模具材料。}模I
为了解决此类问题，国内研发了一些新的钢种：b．析出沉淀硬化型热作模具钢。1零蓊1
如HD钢和Y系列钢。这类钢的含碳量较低，一般在质量分数0．2％左l件菝l
4Cr3Mo2NiVNb(HD)钢是为了适应700~C左右工右，并且含有一些沉淀硬化的合金元素，如V、Ni、Moii
作温度而研制的新型高耐热性钢，HD钢是在等，淬火后宜采用较低温度回火(400~C)，硬度为}若i
4Cr3Mo3V钢的基础上，通降低Mo、V的含量，加入质40HRC左右。由于碳含量低，中温回火钢的组织为板}蓍
量分数为1％Ni和0．15％Nb，提高了钢的室温和高温条状低碳马氏体，具有良好的韧性，而且具有很好的J鸯棠j
韧性及热稳定性，在700cIC仍可以保40HRC的硬度。切削性，可以进行型腔加工